Изотопы протактиния

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Изотопы протактиния — разновидности атомов (и ядер) химического элемента протактиния, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

Самый долгоживущий и наиболее распространенный (почти 100 %) изотоп протактиния, встречающийся в природе, протактиний-231, имеет период полураспада 32 760 лет и является продуктом распада урана-235. Гораздо меньшие следовые количества короткоживущего протактиния-234 и его ядерного изомера протактиния-234m встречаются в цепи распада урана-238. Протактиний-233 является результатом распада тория-233; этот распад используется для производства урана-233 путем нейтронного облучения тория-232. Он является нежелательным промежуточным продуктом в ядерных реакторах на основе тория и поэтому удаляется из активной зоны реактора во время процесса разведения. Анализ относительных концентраций различных изотопов урана, тория и протактиния в воде и минералах используется в радиоизотопном датировании отложений, возраст которых составляет до 175 000 лет, и при моделировании различных геологических процессов.


Таблица изотопов протактиния

Символ
нуклида		Историческое название Z(p) N(n) Масса изотопа[1]
(а. е. м.) 		Период
полураспада[2]
(T1/2) 		Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[2]
Распространённость
изотопа в природе		Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
211Pa[3]91 120 3,8(+4,6−1,4) мс α207Ac 9/2−#
212Pa 91 121 212,02320(8) 8(5) мс
[5,1(+61−19) мс] 		α 208Ac 7+#
213Pa 91 122 213,02111(8) 7(3) мс
[5,3(+40−16) мс] 		α 209Ac 9/2−#
214Pa 91 123 214,02092(8) 17(3) мс α 210Ac
215Pa 91 124 215,01919(9) 14(2) мс α 211Ac 9/2−#
216Pa 91 125 216,01911(8) 105(12) мс α (80%) 212Ac
β+ (20%) 216Th
217Pa 91 126 217,01832(6) 3,48(9) мс α 213Ac 9/2−#
217mPa 1860(7) кэВ 1,08(3) мс α 213Ac 29/2+#
ИП (редко) 217Pa
218Pa 91 127 218,020042(26) 0,113(1) мс α 214Ac
219Pa 91 128 219,01988(6) 53(10) нс α 215Ac 9/2−
β+ (5⋅10−9%) 219Th
220Pa 91 129 220,02188(6) 780(160) нс α 216Ac 1−#
220m1Pa[4]34(26) кэВ 308(+250-99) нс α 216Ac
220m2Pa[4]297(65) кэВ 69(+330-30) нс α 216Ac
221Pa 91 130 221,02188(6) 4,9(8) мкс α 217Ac 9/2−
222Pa 91 131 222,02374(8)# 3,2(3) мс α 218Ac
223Pa 91 132 223,02396(8) 5,1(6) мс α 219Ac
β+ (0,001%) 223Th
224Pa 91 133 224,025626(17) 844(19) мс α (99,9%) 220Ac 5−#
β+ (0,1%) 224Th
225Pa 91 134 225,02613(8) 1,7(2) с α 221Ac 5/2−#
226Pa 91 135 226,027948(12) 1,8(2) мин α (74%) 222Ac
β+ (26%) 226Th
227Pa 91 136 227,028805(8) 38,3(3) мин α (85%) 223Ac (5/2−)
ЭЗ (15%) 227Th
228Pa 91 137 228,031051(5) 22(1) ч β+ (98,15%) 228Th 3+
α (1,85%) 224Ac
229Pa 91 138 229,0320968(30) 1,50(5) сут ЭЗ (99,52%) 229Th (5/2+)
α (0,48%) 225Ac
229mPa 11,6(3) кэВ 420(30) нс 3/2−
230Pa 91 139 230,034541(4) 17,4(5) сут β+ (91,6%) 230Th (2−)
β− (8,4%) 230U
α (0,00319%) 226Ac
231Pa Протактиний 91 140 231,0358840(24) 3,276(11)⋅104 лет α 227Ac 3/2− 1,0000[n 1]
КР (1,34⋅10−9%) 207Tl
24Ne
СД (3⋅10−10%) (разные)
КР (10−12%) 208Pb
23F
232Pa 91 141 232,038592(8) 1,31(2) сут β−232U (2−)
ЭЗ (0,003%) 232Th
233Pa 91 142 233,0402473(23) 26,975(13) сут β−233U 3/2−
234Pa Уран Z 91 143 234,043308(5) 6,70(5) ч β−234U 4+ следовые количества[n 2]
СД (3⋅10−10%) (разные)
234mPa Уран X2
Бревий 		78(3) кэВ 1,17(3) мин β− (99,83%) 234U (0−) следовые количества[n 2]
ИП (0,16%) 234Pa
СД (10−10%) (разные)
235Pa 91 144 235,04544(5) 24,44(11) мин β−235U(3/2−)
236Pa 91 145 236,04868(21) 9,1(1) мин β−236U 1(−)
β−, СД (6⋅10−8%) (разные)
237Pa 91 146 237,05115(11) 8,7(2) мин β−237U (1/2+)
238Pa 91 147 238,05450(6) 2,27(9) мин β−238U(3−)#
β−, СД (2,6⋅10−6%) (разные)
239Pa 91 148 239,05726(21)# 1,8(5) ч β−239U (3/2)(−#)
240Pa 91 149 240,06098(32)# 2# мин β−240U
  1. ↑ Промежуточный продукт распада урана-235
  2. ↑ 1 2 Промежуточный продукт распада урана-238

Пояснения к таблице

  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

  1. ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
  2. ↑ 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ
  3. ↑ Auranen, K (3 September 2020). "Exploring the boundaries of the nuclear landscape: α-decay properties of 211Pa". Physical Review C. 102 (034305). doi:10.1103/PhysRevC.102.034305. Архивировано 7 марта 2022. Дата обращения: 17 сентября 2020.
  4. ↑ 1 2 Huang, T.H.; et al. (2018). "Identification of the new isotope 224Np" (pdf). Physical Review C. 98 (4): 044302. Bibcode:2018PhRvC..98d4302H. doi:10.1103/PhysRevC.98.044302.